安卓应用安全指南 4.5.2 使用 SQLite 规则书

安卓应用安全指南 4.5.2 使用 SQLite 规则书

原书：Android Application Secure Design/Secure Coding Guidebook

译者：飞龙

协议：CC BY-NC-SA 4.0

使用 SQLite 时，遵循以下规则：

4.5.2.1 正确设置 DB 文件位置和访问权限（必需）

考虑到 DB 文件数据的保护，DB 文件位置和访问权限设置是需要一起考虑的非常重要的因素。 例如，即使正确设置了文件访问权，如果 DB 文件位于无法设置访问权的位置，则任何人可以访问 DB 文件，例如， SD 卡。 如果它位于应用目录中，如果访问权限设置不正确，它最终将允许意外访问。 以下是正确分配和访问权限设置的一些要点，以及实现它们的方法。 为了保护数据库文件（数据），对于位置和访问权限设置，需要执行以下两点。

1) 位置

位于可以由Context#getDatabasePath(String name)获取的文件路径，或者在某些情况下，可以由Context#getFilesDir11获取的目录。

2) 访问权限

设置为MODE_PRIVATE（只能由创建文件的应用访问）模式。

通过执行以下2点，即可
创建其他应用无法访问的 DB 文件。 以下是执行它们的一些方法。

1. 使用SQLiteOpenHelper
2. 使用Context#openOrCreateDatabase

创建 DB 文件时，可以使用SQLiteDatabase#openOrCreateDatabase。 但是，使用此方法时，可以在某些 Android 智能手机设备中创建可从其他应用读取的 DB 文件。 所以建议避免这种方法，并使用其他方法。 上述量种方法的每个特征如下 [11]

[11] 这两种方法都提供了（包）目录下的路径，只能由指定的应用读取和写入。

使用SQLiteOpenHelper

当使用SQLiteOpenHelper时，开发人员不需要担心很多事情。 创建一个从SQLiteOpenHelper派生的类，并为构造器的参数指定DB名称（用于文件名）[12]，然后满足上述安全要求的 DB 文件会自动创建。

[12] （未在 Android 参考中记录）由于可以在SQLiteOpenHelper实现中，将完整文件路径指定为数据库名称，因此需要注意无意中指定不能控制访问权限的地方（路径）（例如 SD 卡）。

对于如何使用，请参阅“4.5.1.1 创建/操作数据库”的具体使用方法。

使用Context#openOrCreateDatabase

使用Context#openOrCreateDatabase方法创建数据库时，文件访问权应由选项指定，在这种情况下，请明确指定MODE_PRIVATE。

对于文件安排，数据库名称（用于文件名）可以像SQLiteOpenHelper一样指定，文件将在满足上述安全要求的文件路径中自动创建。 但是，也可以指定完整路径，因此有必要注意指定 SD 卡时，即使指定MODE_PRIVATE，其他应用也可以访问。

MainActivity.java（显式设定 DB 访问权的示例）

public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    setContentView(R.layout.main);
    //Construct database
    try {
        //Create DB by setting MODE_PRIVATE
        db = Context.openOrCreateDatabase("Sample.db", MODE_PRIVATE, null);
    } catch (SQLException e) {
        //In case failed to construct DB, log output
        Log.e(this.getClass().toString(), getString(R.string.DATABASE_OPEN_ERROR_MESSAGE));
        return;
    }
    //Omit other initial process
}

访问权限有三种可能的设置：MODE_PRIVATE，MODE_WORLD_READABLE和MODE_WORLD_WRITEABLE。 这些常量可以由或运算符一起指定。 但是，除API_PRIVATE之外的所有设置，都将在 API 级别 17 和更高版本中被弃用，并且会在 API 级别 24 和更高版本中导致安全异常。 即使对于 API 级别 15 及更早版本的应用，通常最好不要使用这些标志 [13]。

[13] MODE_WORLD_READABLE和MODE_WORLD_WRITEABLE的更多信息，以及其使用的注意事项，请参见“4.6.3.2 访问目录的权限设置”。

• MODE_PRIVATE只有创建者应用可以读写
• MODE_WORLD_READABLE创建者应用可以读写，其他人只能读
• MODE_WORLD_WRITEABLE创建者应用可以读写，其他人只能写

4.5.2.2 与其它应用共享 DB 数据时，将内容供应器用于访问控制（必需）

与其他应用共享 DB 数据的方法是，将 DB 文件创建为WORLD_READABLE，WORLD_WRITEABLE，以便其他应用直接访问。 但是，此方法不能限制访问或操作数据库的应用，因此数据可以由非预期的一方（应用）读或写。 因此，可以认为数据的机密性或一致性方面可能会出现一些问题，或者可能成为恶意软件的攻击目标。

如上所述，在 Android 中与其他应用共享数据库数据时，强烈建议使用内容供应器。 内容供应器存在一些优点，不仅从安全的角度来实现对 DB 的访问控制，而且从设计角度来看， DB 纲要结构可以隐藏到内容中。

4.5.2.3 在 DB 操作期间处理变量参数时，必需使用占位符（必需）

在防止 SQL 注入的意义上，将任意输入值并入 SQL 语句时，应使用占位符。 下面有两个方法用占位符执行 SQL。

1. 使用SQLiteDatabase#compileStatement()，获取SQLiteStatement，然后使用SQLiteStatement#bindString()或bindLong()等，将参数放置到占位符之后。
2. 在SQLiteDatabese类上调用execSQL()，insert()，update()，delete()，query()，rawQuery()和replace()时，使用具有占位符的 SQL 语句。

另外，通过使用SQLiteDatabase#compileStatement()执行SELECT命令时，存在“仅获取第一个元素作为SELECT命令的结果”的限制，所以用法是有限的。

在任何一种方法中，提供给占位符的数据内容最好根据应用要求事先检查。 以下是每种方法的进一步解释。

使用SQLiteDatabase#compileStatement()：

数据以下列步骤提供给占位符：

1. 使用SQLiteDatabase#compileStatement()获取包含占位符的 SQL 语句，如SQLiteStatement。
2. 使用bindLong()和bindString()方法为创建的SQLiteStatement对象设置占位符。
3. 通过ExecSQLiteStatement对象的execute()方法执行 SQL。

DataInsertTask.java（占位符的用例）：

//Adding data task
public class DataInsertTask extends AsyncTask<String, Void, Void> {

    private MainActivity mActivity;
    private SQLiteDatabase mSampleDB;

    public DataInsertTask(SQLiteDatabase db, MainActivity activity) {
        mSampleDB = db;
        mActivity = activity;
    }

    @Override
    protected Void doInBackground(String... params) {
        String idno = params[0];
        String name = params[1];
        String info = params[2];
        //*** POINT 3 *** Validate the input value according the application requirements.
        if (!DataValidator.validateData(idno, name, info)) {
            return null;
        }
        // Adding data task
        //*** POINT 2 *** Use place holder
        String commandString = "INSERT INTO " + CommonData.TABLE_NAME + " (idno, name, info) VALUES (?, ?, ?)";
        SQLiteStatement sqlStmt = mSampleDB.compileStatement(commandString);
        sqlStmt.bindString(1, idno);
        sqlStmt.bindString(2, name);
        sqlStmt.bindString(3, info);
        try {
            sqlStmt.executeInsert();
        } catch (SQLException e) {
            Log.e(DataInsertTask.class.toString(), mActivity.getString(R.string.UPDATING_ERROR_MESSAGE));
        } finally {
            sqlStmt.close();
        }
        return null;
    }

    [...]
}

这是一种类型，它预先创建作为对象执行的 SQL 语句，并将参数分配给它。 执行的过程是固定的，所以没有发生 SQL 注入的可能。 另外，通过重用SQLiteStatement对象可以提高流程效率。

使用SQLiteDatabase提供的每个方法：

SQLiteDatabase提供了两种类型的数据库操作方法。 一种是使用 SQL 语句，另一种是不使用 SQL 语句。 使用 SQL 语句的方法是SQLiteDatabase#execSQL()/rawQuery()，它以以下步骤执行。

1) 准备包含占位符的 SQL 语句。

2) 创建要分配给占位符的数据。

3) 传递 SQL 语句和数据作为参数，并为每个过程执行一个方法。

另一方面，SQLiteDatabase#insert()/update()/delete()/query()/replace()是不使用 SQL 语句的方法。当使用它们时，数据应该按照以下步骤来准备。

1) 如果有数据要插入/更新到数据库，请注册到ContentValues。

2) 传递ContentValues作为参数，并为每个过程执行一个方法（例如，SQLiteDatabase#insert()）

SQLiteDatabase#insert()（每个过程的方法的用例）：

private SQLiteDatabase mSampleDB;
private void addUserData(String idno, String name, String info) {
    //Validity check of the value(Type, range), escape process
    if (!validateInsertData(idno, name, info)) {
        //If failed to pass the validation, log output
        Log.e(this.getClass().toString(), getString(R.string.VALIDATION_ERROR_MESSAGE));
        return;
    }
    //Prepare data to insert
    ContentValues insertValues = new ContentValues();
    insertValues.put("idno", idno);
    insertValues.put("name", name);
    insertValues.put("info", info);
    //Execute Inser
    try {
        mSampleDb.insert("SampleTable", null, insertValues);
    } catch (SQLException e) {
        Log.e(this.getClass().toString(), getString(R.string.DB_INSERT_ERROR_MESSAGE));
        return;
    }
}

在这个例子中，SQL 命令不是直接写入，而是使用SQLiteDatabase提供的插入方法。 SQL 命令没有直接使用，所以在这种方法中也没有 SQL 注入的可能。